ES2403345T3

ES2403345T3 - Robot delta que presenta una disposición especial de las rótulas

Info

Publication number: ES2403345T3
Application number: ES09807490T
Authority: ES
Inventors: Christian Hombach; Felix BÖTTCHER
Original assignee: Elau GmbH
Current assignee: Elau GmbH
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2013-05-17
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: US8621953B2; EP2358504B1; DE112009003189A5; DE102008063869A1; DK2358504T3; US20110259138A1; EP2358504A1; WO2010069298A1

Abstract

Robot delta que consiste en - Una placa base fija (1) y - Al menos tres accionadores (2) fijados sobre la misma, que - están conectados a al menos un brazo (31) en cada caso, de los cuales al menos uno está conectado al otro extremodel mismo por medio de una rótula (5), en cada caso a - Dos barras (32) en cada caso, transcurriendo dichas barras paralelas entre sí y estando el otro extremo de las mismasconectado por medio de una rótula adicional (5) a - una placa paralela móvil (4), estando cada rótula (5) compuesta por un cabezal del segmento de rótula (51) y unsegmento de rótula esférico (52) designados de forma complementaria a la misma, y las dos rótulas (5) adyacentes entresí en barras paralelas (32) están orientadas simétricamente especulares entre sí, estando presionado cada segmento derótula esférico (52) sobre el cabezal del segmento de rótula correspondiente (51) tensando al menos un elementopermanentemente elástico (6) entre dos barras (32), que están orientadas paralelas entre sí, y estando el punto central(53) de al menos un cabezal del segmento de rótula (51) dispuesto con respecto al eje de soporte longitudinal (33) de labarra (32), que se conecta a la rótula (5), y - la dirección de desplazamiento apunta de forma central más allá del segmento de rótula hueca (52), y - la cantidad de desplazamiento es siempre más pequeño que el radio del cabezal de segmento de rótula (51), caracterizado porque los ejes de giro de los elementos permanentemente elásticos (6), - se disponen fuera del eje de soporte longitudinal (33) y - se disponen sobre una línea de conexión recta entre los centros de giro (53) de las dos rótulas (5) en los dos extremosde la barra respectiva (32), - tienen la misma distancia en cada caso de los cabezales de los segmentos de rótula (51) que están adyacentes a losmismos.

Description

Robot delta que presenta una disposicion especial de las rotulas [0001] La invencion se refiere a un robot delta, que comprende una placa base fija y al menos tres accionadores sujetos sobre la misma, que estan en cada caso conectados a al menos un brazo, de los cuales al menos uno esta conectado en el otro extremo del mismo a dos barras mediante una rotula en cada caso, transcurriendo dichas barras paralelas entre sf y en el otro extremo de las mismas estan conectados, a traves de una rotula adicionalmente en cada caso, a una placa movil paralela, en la que cada rotula tiene un cabezal del segmento de rotula y un segmento de rotula hueca disenados complementarios a la misma, y las dos rotulas, que se unen entre sf sobre barras paralelas, se orientan simetricamente de forma especular entre sf, y cada segmento de rotula hueca se presiona sobre el cabezal del segmento de rotula correspondiente haciendo tension en al menos un e lemento permanentemente elastico entre dos barras que son paralelas entre sf, estando el punto central de al menos un cabezal del segmento de rotula desplazado con respecto al eje de soporte longitudinal de la barra, que esta conectado a la rotula, y apuntando la direccion de desplazamiento mas alla del segmento de rotula hueca y la cantidad del desplazamiento que es siempre mas pequeno que el radio de la cabeza de segmento esferico. Se conoce un robot delta de este tipo a partir de la patente de Estados Unidos US-8-6 419211. [0002] En la tecnica anterior, los robots delta han probado su valor en particular para el embalaje de productos de alimentacion de poco ligero, ya que permiten una dinamica extremadamente alta de hasta tres operaciones de embalaje por segundo. [0003] Los primeros robots delta comprendfan tres brazos. Sin embargo, tambien se conocen variantes con cuatro y mas brazos. [0004] En la tecnica anterior, la mayor parte de los robots delta consiste en una placa base en la que se montan tres servoaccionamientos. En el eje de salida de los mismos, se fija un brazo (tambien conocido como brazo superior), en el que, como quot;brazo inferiorquot;, se montan de forma giratoria dos barras paralelas, que, a su vez, estan en conexion giratoria con la placa paralela. Mediante una rotacion de los servoaccionadores, se puede maniobrar con la placa paralela en cualquier posicion deseada del espacio de trabajo disponible. Ya que los brazos inferiores consisten en barras paralelas, la placa paralela siempre se mueve por lo tanto (como su nombre sugiere) paralela a la placa base. [0005] En principio, puede usarse una junta universal o una junta de cardan para la conexion articulada de las barras a los brazos y a la placa paralela. Sin embargo, los maximos angulos de giro que pueden alcanzarse de este modo son considerablemente inferiores en comparacion con una rotula, que consiste en un cabezal del segmento de rotula y un segmento de rotula hueca complementario que se desliza sobre el mismo. Por lo tanto, ya que las rotulas tienen un angulo de giro mas grande y permiten de este modo un espacio de trabajo mayor, en este momento son el diseno de junta que mas se usa para robots delta. [0006] En la tecnica anterior, la patente de Estados Unidos 5.333.514, de Osamu Toyama, desvela un robot delta, cuyo el brazo inferior consiste en pares de barras paralelas, en cuyos extremos se disponen segmentos de rotula hueca, tambien denominados cojinetes esfericos o cazoletas de rotula, y se presionan sobre los cabezales del segmento de rotula en el brazo o en la placa paralela en la que los extremos de los dos brazos con forma de barras paralelas se mantienen unidos mediante resortes de tension. Entonces, el segmento de rotula hueca se desplaza sobre el cabezal de rotula de la misma manera que un cojinete deslizante. Una ventaja considerable de este cojinete es que se produce un area de contacto similar en cada angulo. [0007] Las diversas representaciones de las barras en la patente de Estados Unidos 5.333.514 muestran la misma anchura desde todos los puntos de vista, a partir de lo cual se desprende que las barras tienen una seccion transversal redondeada. En la figura 5 de la patente, se puede observar que las barras son un tubo de pared fina. [0008] Aquf, tambien se muestra que las superficies de abertura de los segmentos de rotula hueca de las rotulas se orientan en una extension del eje central. [0009] Sin embargo, a partir de esta disposicion (que es tfpica en la tecnica anterior), surge como la desventaja principal que las barras se cargan asimetricamente y, por lo tanto, pueden doblarse facilmente, como se explica a continuacion: en un tubo, el eje central es tambien el eje de soporte longitudinal. Si una fuerza actua en la direccion de este eje de soporte longitudinal, entonces el tubo se carga con precision simetricamente y las fuerzas se distribuyen por todas las zonas de la pared del tubo y se alcanza la capacidad de carga maxima del tubo.

[0010] Sin embargo, en cuanto la carga migra del eje de soporte longitudinal, parte de la pared de tubo se carga mucho mas que otras partes, y se colapsa, aunque no se haya alcanzado aun la resistencia de carga maxima del tubo.

[0011] Ya que, en una rotula, las fuerzas se distribuyen mas alla de la superficie de contacto, en la disposicion que se ha mencionado anteriormente, las fuerzas de compresion que se introducen, a traves de un cabezal de rotula y el segmento de rotula hueca correspondiente, en una barra no se transmiten de forma desventajosa al eje de soporte longitudinal, sino fuera del mismo. Por lo tanto, sobre aquel lado en el que se disponeel segmentode rotula hueca, el tubo se colapsara ya en cargas de compresion que esten por debajo de la capacidad maxima de carga del tubo.

[0012] Par a compe nsar e ste efecto, la idea s e puede tomar del documento d e Estad os Unidos 6.4 19.211, especfficamente delafigura1, de la dimensionde los dos tubos algomas grandes uno conrespecto al otro que se sugiere por ladistancia delas rotulas entresf. Como resultado, el eje desoporte del tubo ya transcurre a traves del punto central geometrico y giratorio del cabezal de rotula y el segmento de rotula hueca, sino adicionalmente quot;hacia afueraquot; y, por lo tanto, a traves de la porcion del segmento de rotula hueca que recibe las fuerzas del tubo.

[0013] Enlas aplicaciones practicas de los robots deltasegun este principio, los tubos deparedes muyfinas tambien muestran una resistencia de carga mayor y una vida util mas larga.

[0014] Sin embargo, una desventaja considerable del documento US 6.419.211 es que los resortes, u otros elementos permanentemente elasticos, que mantienen los segmentos de rotula hueca sobre los segmentos de la cabeza de rotula, siempre estan articulados en el centro de una barra redonda o tubular. Ya que, con la disposicion de barras redondas segun el documento US 6.419.211, su eje central ya no transcurre a traves de los puntos centrales de los segmentos del cabezal de rotula, sino que se dispone fuera deesta lfnea, los ejes de girodelos resortes yanose apoyan sobre una lfnea a traves de los centros de rotacion de los segmentos del cabezal rotula.

[0015] Esto tiene la consecuencia de que, sobre un giro de las barras, la distancia entre los puntos de articulacion de los resortes cambia, de tal forma que los resortes tienen que expandirseycontraerse repetidamente, lo que, en vista del gran numero de ciclos de carga de un robot delta, conduce a la rotura prematura de los cuellos de los resortes.

[0016] Frente a estos antecedentes, el objeto de la invencion, en un robot delta, es disponer la conexion entre una rotula y una barra de los brazos inferiores de tal forma que las fuerzas de traccion o de compresion se distribuyan de manera uniforme sobre la barra sin momentos flectores adicionales, de modo que los resortes u otros elementos elasticos para sostener juntas las barras que se disponen en paralelo alcancen una vista util lo mas larga posible.

[0017] Como solucion, la invencion presenta un robot delta segun la reivindicacion 1, en el que los ejes de giro de los elementos permanentementeelasticos se disponen fuera del eje de soporte longitudinal y sobre una lfneade conexion directa entre los ce ntros de rotacion de las dos rotulas en ambos extremos de la barra en cada caso, y en cada caso tienen la misma distancia desde los cabezales del segmento de rotula que estan adyacentes a ellas.

[0018] El merito decisivo de la invencion es, por lo tanto, haberreconocido que la geometrfa de la disposicion segun el documento US 6.419.211 con barras que se desplazan en cierta medida con respecto al cabezal del segmento de rotula, con cada movimiento de las barras con respecto al cabezal de rotula, expanden en cierta medida los resortes, que se articulan de manera central sobre las barras, y despues los contraen de nuevo. El numero de estos ciclos de carga, que es tfpicame nte alto para u n robot d elta, conduce entonces inmediatamente a u na fractura de fatig a prematura, principalmente en el cuello del resorte.

[0019] La invencion soluciona este problema, con un quot;desplazamientoquot; de las dos barras tubulares del brazo inferior, que no permite quelos ejes de girosujeten el elemento elasticopara que se mueva en acompanamiento, pero conservasu separacion original. Para este fin, el eje de giro sobre el tubo debe ser quot;devueltoquot; hastael punto en que la barra se ha movido haciafuera, de modoque la distancia de los ejes de giro entre sf sea igual a la distanciadelos centros dela rotacion de los cabezales del segmento de rotula que son adyacentes a los mismos.

[0020] Si los ejes degiroen cada caso tienen la misma distanciadesde los cabezalesdel segmento de rotula queson adyacentes a e llos, entonces (de bido a l as do s barras que siempre transcurren paralelas en tre sf) forma n un paralelogramo co n los centros de los ca bezales del se gmento de rotula ad yacentes, d e forma esp ecffica independientemente de la posicion de las barras. Por esto, siempre se consigue que, independientemente de la posicion angular de las dos barras, el elemento elastico conserve siempre su longitud, lo que aumenta su vida util.

[0021] Otra caracterfstica esencial de la invencion que ya se conoce en sf se ilustra con el ejemplo practico de una barra en forma deun tubo, yaque es una configuracion ampliamente usada para robots delta, ytambien puede explicarse facilmente de forma comparativa. Es facil entender que el eje de soporte longitudinal para un tubo es el eje central, ya

que cuando un tubo se carga con una fuerza precisamente en la direccion del eje central, las fuerzasse distribuyende manera uniforme en la pared del tubo.

[0022] Por lo tanto, un objeto adicional de lainvencion es asegurar que la fuerza de traccion o decompresionejercida por la rotula sobre la barra tambien se dirige en la direccion del eje de soporte longitudinal.

[0023] Para transferir la fuerza desde el cabezal del segmento de rotula a la barra se usa un segmento de rotula hueca. Enun analisis mas detallado de la distribucion de la fuerza, se observa claramente que la fuerza en una rotula se distribuye sobre su superficie. El vector defuerza resultante de todas las fuerzas queactuan desdeel segmento de rotula hueca en la direccion longitudinal de la barra no esta, por lo tanto, en el borde, sino en el interior del segmento de rotula hueca.

[0024] Por lotanto, la invencion desplaza el segmentode rotulahueca con respecto al eje desoporte longitudinal dela barra hasta que la fuerza resultante del segmento de rotula hueca se desplaza al eje de soporte longitudinal. Para este fin, el segmento de rotula hueca debe d esplazarse con respecto al eje longitudinal de la barra en una direccion que apunta al centro mas alla del segmento de rotula hueca. La cantidad de desplazamiento siempre es inferior al radio del cabezal del segmento de rotula.

[0025] Es facilmente evidente que un desplazamiento por la todala cantidad del radio noproporciona una mejora enel sentido del objeto de la invencion, sino que solo transfiere la desigualdad de la distribucion de la fuerza al lado opuesto de la pared del tubo. El grado optimo esta en medio, es decir, en una cantidad de desplazamiento que es mayor de cero ymenorque el radio delcabezal del segmento derotula. Ya se haconseguido una mejora cuando la cantidad de desplazamiento es mayor de 1�4 y menor de 3�4 del radio del cabezal del segmento de rotula.

[0026] Para calcular el vector de suma de todos los componentes de las fuerzas de traccion y de compresion orientadas en p aralelo al eje de sop orte lon gitudinal de la ba rra, se de be usar la curva, so bre la que se representan los componentes de las fuerzas de traccion y de compresion que transcurren en la direccion del eje de soporte longitudinal con respecto a un radio que transcurre perpendicular al eje de soporte longitudinal que se ha mencionado anteriormente.

[0027] La distribucion de fuerza sobre este radio de la esfera hueca que transcurre a traves delpunto central desu abertura y perpendicular al eje longitudinal de la barra a la que se conecta tambien es relevante. Esta distribucion de fuerza tambien puede representarse por una curva de distribucion de fuerza. Elcentroidedel area bajo esta curvade distribucion de fuerza se encuentrasobreaquel punto del radio en el quela suma de todos los vectores de fuerza tendran el mismo efecto que cuando actua un solo vector de fuerza en este punto.

[0028] Esta es la cantidad por laque el centro del segmento de rotula huecadebe desplazarse con respectoal eje de soporte longitudinal si se optimiza para los componentes de las fuerzas de traccion yde compresion que actuan en la direccion longitudinal.

[0029] El eje de soporte longitudinal en el caso de una barra cilfndrica o barra cilfndrica hueca es su lfnea central, lo que es facil de comprender, por cuya razon las explicaciones que se han dado anteriormente se basan en el ejemplo facil de explicar de una barra tubular.

[0030] Enla mayor partede los casos generales, sin embargo, la barra tambien puede tener una forma arbitraria, no teniendo de esta manera un perfil uniforme a lo largo de su longitud. Un ejemplo de dicha forma es similar al femur en el caso de seres humanos yanimales, que se ha conformado por la evolucionen una proporcion optima entre empleo material yresistenciade carga. Se puede producir unaforma similar, por ejemplo, a partir de espuma dealuminioy puede usarse como el brazo inferior de un robot. Tanto para esta forma como para otras, el eje de soporte longitudinal es la conexion de los centroides de todas las secciones transversales de la barra.

[0031] Es solo enotra restriccion que la barra tengaunperfil uniforme a lo largo dela longitud. Sin embargo, este perfil no debe ser necesariamente un tubo, sino que tambien puede asumir cualquier otra forma arbitraria.

[0032] Los ejemplos de otros perfiles adecuados resultan del resorte detension, queen cadacaso conecta dos barras adyacentesyactua con altas fuerzas laterales sobre la barra, de modo queesta sometidaamomentos flectores. Es conveniente reforzar labarradandole, por ejemplo, el perfil deunrectangulo, un polfgono alargado, un ovalo o una elipse. El eje longitudinal de este perfil deberfa apuntar entonces en la direccion del resorte de tension.

[0033] Una varianteadecuadaes que el area de abertura del segmento de rotula hueca es un plano que transcurre paralelo al eje de soporte longitudinal. Entonces, la transferencia de las fuerzas de traccion al segmento de rotula hueca se comporta de la misma manera que la transferencia de las fuerzas de compresion.

[0034] El segmento de rotula hueca comprende preferentemente el cabezal del segmento de rotula (con respecto al centro) en un angulo de 180�. En este caso, las fuerzas que se dan lateralmente son inferiores y, por lo tanto, la carga de flexion de las barras tambien se reduce al mfnimo.

[0035] Sin embargo, en otra variante tambien es posible que el angulo de cobertura sea menor de 180�. Una ventaja de esta configuracion consiste es el angulo de giro de la rotula. Otra ventaja es la funcion como proteccion de sobrecarga: en un lfmite de fuerza determinado por la fuerza de los elementos permanentemente elasticos para sostener juntas dos rotulas adyacentes, los segmentos de rotula hueca saltan los cabezales del segmento de rotula. Como resultado, los brazos y engranajes en el accionador se protegen de forma eficaz frente a danos. Tambien se ha de tener en cuenta que los componentes de las fuerzas que actuan lateralmente aumentan.

[0036] En otra variante, el segmento de rotula hueca tiene dos aberturas, que reposan una frente a la otra, de tal forma que el cabezal del segmento de rotula se aloja entonces en manera anular. La ventaja de esta configuracion consiste en que el punto de aplicacion de la fuerza unicamente se desplaza un poco, incluso con cargas que aumentan en pulsos, y, por lo tanto, permite aun una mayor explotacion de la resistencia de carga maximade la barra. Esta configuracion tambien podrfa ser apropiada en particular para robots delta con sobrecarga a corto plazo muy alta.

[0037] Otra ventaja consiste en que la fuerza necesaria del elemento permanentemente elastico se reduce al mfnimo. En virtud de las rotulas sobrelos brazos en ambos lados, unicamente pueden transmitirse fuerzas en la direccion del brazo y contra la fuerza del resorte. Las fuerzascontra los resortesson causadas por la inercia de masa en el caso de procesos de aceleracion, y por las fuerzas normales que tienen lugar sobre la pared del segmento de rotula hueca. En virtud del hueco anular, esta region de la superficie se retira lo que generara las mayores fuerzas transversales.

[0038]Sehaprobado conveniente en el casode robots deltapara un periodo de tiempo prolongado proporcionar la superficie interior del segmento de rotula hueca y�o la superficie del cabezal del segmento de rotula correspondiente con una capa de plastico elastico y muy deslizable. En una realizacion eficaz, una insercion de plasticoesfericayhuecase sujeta en el segmento de rotula hueca.

[0039] El ejemplo de la tecnica anterior mencionada al comienzo tiene un segmento de rotula hueca en los extremos de la barra. En este caso, se monta en cada caso un cabezal del segmento de rotula complementario sobre los brazos y sobre la placa paralela.

[0040] El ejemplo del femur muestra que tambien es posible una combinacion inversa, es decir, las cabezas de rotula se forman sobre las barras, y los segmentos de rotula hueca complementarios se formanen los brazos y en la placa paralela.

[0041] En contraste con la forma que se ha mencionado anteriormente similar a un hueso con un perfil no uniforme sobre la longitud de la barra, que debe moldearse o trabajarse a maquina a partir de la base, las barras del robot delta, en la practica, por lo generaltendran un perfil uniforme a lo largode su longitud, ya que los perfiles pueden ser producidos facilmente por extrusiono plegado o enrolladodelaminas metalicas. Una forma que es apropiada tanto en terminos de tecnologfa de fabricacion como estatica, es un tubo.

[0042] �ndependientemente de la forma, puede usarse una amplia diversidad de materiales para las barras. Se conocen desde h ace algu n tie mpo plasticos r eforzados c on fibra de vidrio (PR F�). E n el estado de la tecnica, estan m as extendidos los plasticos reforzados con fibra de carbono(PRFC). En principio, tambien se concibenotras mezclas de plasticos u otros plasticos. Como material para las barras, ya se han mencionado una lamina de metal conformada o una espuma metalica, tal como una espuma de aluminio.

[0043] Comovariante, se concibequela espumametalica se aplique en forma de espuma en un molde que no solo contiene la superficie de la barra, sino tambien el cabezal de rotula conectado a la misma. En este caso, el revestimiento externo de la parte espumada de una sola pieza es homogenea y, por lo tanto, mas dura y mas duradera que el interior, que se hace mas ligero por numerosas cavidades sin sacrificar demasiado su resistencia de carga.

[0044] La limitacion de este procedimiento de fabricacionson los gastosde fabricaciondel colado, de modo que esta variante es interesante en particular para cantidades mayores.

[0045] Se requiere un gasto muy inferior para la produccion de la barra individual mediante tubos metalicos, ya que estan disponibles en las dimensiones, espesores de pared y materiales mas variados. Por lo tanto, la produccion de los brazos inferiores del tubo metalico es relativamente muy rentable, incluso para muy pequenas cantidades.

[0046] Una desventaja inherente de los tubos metalicos en comparacion con los tubos PRFC con la misma resistencia de cargaes el mayor peso de los tubos metalicos. El peso influye en el momento de la masade lainercia conla cuarta potencia del radio de giro eficaz y, por lo tanto, la dinamica alcanzable del robot.

[0047] En comparacion co n d isposiciones a nteriores, sin embargo, e l tubo metalico puede, co mo result ado de la disposicion segun la invencion del segmento de rotula, hacerse mas ligero para compensar esta desventaja con respecto al PRFC. Para la misma dinamica, el robot delta, a pesar de tener un menor grosor depared de sus brazos inferiores, puede transportar la misma carga util maxima.

[0048] Enprincipio, noes inadmisible usar tambien untubo debambu, de madera y�o de otro material natural, como material para las barras. Son posibilidades de aplicacionconcebibles, por ejemplo, maquinaria de procesamiento de madera. En estos casos, tambien, una disposicion segun la invencion de la rotulacon respecto al eje de soporte longitudinal asegura unacarga uniforme de las barras y,por lo tanto, la mejor utilizacion de suresistencia de carga maxima.

[0049] Comounavariante adicional en los intereses del objeto de reducir adicionalmente la cargade flexion de las barras, es a propiado extender a demas un seg mento hu eco esferic o con un alojamiento de 180� del cabezal d el segmentode rotula por mediode un cilindro hueco con el mismo radio interno. Aunqueeste cilindro hueco limita en cierta medida el angulo de giro maximo posible de las rotulas, evita un quot;deslizamiento lateralquot; de las dos barras una con respecto a laotra. Por esto, se reduce adicionalmente la carga de flexionde la barra. Los resortes, que tensan las dos barras de gufa paralelas entre sf, son una fuente de momentos de flexion que actuan sobre las barras. Segun la tecnica anterior, solo se dispone un resorte en cada caso cerca de cada rotula. Como alternativa, se propone extender la barra mas alla de la rotula y tambien disponer otro resorte de tension en el otro lado de la rotula. Si estos dos resortes de tension tienen aproximadamente las mismas caracterfsticas, como resultado, no se producen movimientos de flexion, lo que se transmite a la barra y puede contribuir a la flexion de la barra en su centro entre las dos rotulas.

[0050] A continuacion se describen detalles y rasgos adicionales de la invencion con referencia a un ejemplo. Esto no pretende restringir la invencion, sino solo explicarla. En vista esquematica,

la figura 1 muestra una vista de la perspectiva de un robot delta� la figura 2 muestra una seccion a traves de una rotula.

[0051] La figura 1muestra el diagrama esquematico de un robot delta segunla invencion con barras estabilizadas por resortes de tension 32. En el borde superior del dibujo, se puede observar la placa base 1 con sus tres receptaculos con una forma aproximadamente de horquillapara los brazos 31 y los servoaccionamientos 2, que, a traves de su eje de salida 21, mueven los brazos 31 como una manivela. En los extremos de cada brazo, un par de barras en cada caso se conectan a traves de lasrotulas 5. Ademas, a traves delasrotulas 5, estepar de barras 32 se conecta de nuevo ala placa paralela 4.

[0052] Por lo tanto, la placa paralela 4 siempre permanece paralela a la placa base fija 1, independientemente de en que posiciones del espacio de giro alcanzable del robot delta se mueva.

[0053] Sobre la placa paralela 4, se puede fijar un buen captador, una herramienta, un detector, tal como una camara, u otro objeto, lo que determina la actividad real del robot delta, y se mueve por este en la posicion particular deseada.

[0054] En la figura 1, se muestra como cada par de barras 32 se mantiene unido en el extremo superior e inferior por un elemento permanentemente elastico 6. �nicamente en el caso del brazo 31 que se opone hacia delante en la figura 1 la conexion a las barras 32 fijada en realidad al mismo se interrumpe en el dibujo. Por esto, a la derecha, el segmento de rotulahueca 52es visible, lo que, enesta perspectiva, permite una vista en sudepresion semiesferica. Esta depresion con forma de enchufe tiene una forma complementariaa ladel cabezal del segmento de rotula51. Esto es visible en el lado izquierdo del brazo 31 en la parte frontal del dibujo, ya que la barra 32 conectada en realidad al mismo esta cortada en el dibujo.

[0055] Para mayor claridad, en la figura 1, se omite el elemento permanentemente elastico 6 en los extremos superiores de las dos barras opuestas hacia delante 32.

En la figura 1, es evidente que los resortes de tension 6 presionan en cada caso un par de barras 32, con los segmentos de rotula hueca 52 sujetos sobre las mismas, en los cabezales del segmento de rotula 51, y de esta manera aseguran el funcionamiento de las rotulas 5. Es evidente tambien que, para una fuerza de traccion relativamente alta de los resortes de tension 6, los segmentos de rotula hueca 51 estan siempre en contacto pleno con el cabezal del segmento de rotula correspondiente 51.

[0056] La figura 2 muestra una seccion a traves deunarotula 5. El ca bezal del segmento de rotula 51 incluyeel segmentode rotula hueca 52 conun angulo circundantedeaprox.180�, una capa plastica 54 que separalos dos elementos entre sf, y los coeficientes de friccion estatica y dinamicaentre la rotula hueca y el segmento de rotula que estan considerablemente mejorados.

[0057] El cabezal del segmento de rotula 51 esta fijado en un brazo 31 (no mostrado aquf) o sobre la placa paralela 4 (que tampoco se muestra aquf).

[0058] E l s egmento de ro tula hue ca 52 se combin a en la barra 32. En la realizacion ejemplar, co nsiste en u n acoplamiento masivo 54 y un cilindro hueco 34, tal como un tubo de lamina metalica, enchufado al mismo. En la seccion de la figura 1, se observa que el tubo de lamina metalica 34, se presiona desdeambos lados en las muescas del acoplamiento 35, y, por lo tanto, esta protegido contrafuerzas de traccion, de compresion y de flexion. Esta conexion puede producirse, por ejemplo, por la formacion de pulso magnetico.

[0059] En la realizacion ejemplar de la figura 2, un elemento permanentemente elastico 6 se conecta en el acoplamiento 35 dela barra 32. En la figura 2, se puede observar facilmente que la fuerza queactualateralmente delelemento permanentemente elastico 6 presiona el segmento de rotula hueca 52 contra el cabezal del segmento de rotula 51 en el area de contacto pleno, en la medida en queeste extremo de la barra 32 que se muestra aquf como roto se considere inmovil, lo que se asegura por el hecho de que la barra 32, en su otro extremo, tambien soporta un segmento de rotula hueca 52, que (al igual que en la figura 2) se presiona sobre un cabezal del segmento de rotula complementaria 51.

[0060] La figura 2 muestra, incluso a primera vista, que el eje de giro para sujetar el elemento permanentemente elastico 6 (por ejemplo, un resorte de tension), no se dispone por ningun medio en el eje de soporte longitudinal 33, sino sobre una lfnea que conecta los puntos centrales 53 de los dos cabezales del segmento de rotula 51. En esta disposicion de sus ejes de giro, el reso rte6, independientementede la posicionangular delas dos barras 32, siempre conserva su longitud, lo que aumenta su vida util.

[0061] La figura2 ilustra claramente una caracterfstica principalde la invencion, a saber, la distancia entre el centro 53 del cabezal del segmento de rotula 51 y el eje de soporte longitudinal 33 de la barra 32.

[0062] En el caso de un tubo, se sabe que el eje de soporte longitudinal 33 sera identico a su eje central. En la figura 2, este eje se identifica por una lfnea de puntos y rayas.

[0063] En la tecnica anterior frecuente, este eje de soportelongitudinal 33 transcurre a traves del centro 53 del cabezal del segmento de rotula 51. Sin embargo, en el caso de la invencion, el eje de soporte longitudinal 33 se desplaza en el segmento de rotula hueca 52.

[0064] En la figura 2, esfacilmenteevidente que el eje desoportelongitudinal 33 pasa asf al menosmuy cerca de la lfnea a lo largo de la cual el vector de fuerza resultante de cada uno de los componentes de fuerza que afectan a la cara interna del segmento de rotula hueca 52 transcurre en una direccion vertical.

[0065] En la figura 2, es evidente que unafuerza de tensionque actua a traves de la barra32 sobreel segmentode rotula hueca 52 se distribuye de forma uniforme sobreel lado interno del mismo ygenera asf un vector de fuerza resultante que transcurre fuera del punto central 53 del cabezal del segmento de rotula 51:

Por debajo del punto medio 53, el componentede fuerza que actua en la direccion de la lfnea desoporte 33es mayor� enquot;el mismo nivelquot; que el punto central 53,esdecir en el centro de la superficie interna del segmento de rotula hueca 52, el componente de fuerza en la direccion del eje de soporte longitudinal 33 es igual al cero.

[0066] Si todoslos componentes de fuerza paralelos al eje de soporte longitudinal 33 se proyectan sobre una lfnea que transcurre perpendicular al eje de soporte longitudinal 33, entonces se muestra que aumentan mucho desde el valor de cero en el centro del lado interno del segmento hueco esferico, hasta mas del 50� quot;la mitadquot; con respecto al centro, y se elevan al 100� cuando alcanzan el punto central 53. La posicion del centroide del area bajo esta curva es la distancia optima para el eje de soporte longitudinal 33 desde el punto central 53. En este punto (segun el objeto de la invencion), la fuerza de traccion se distribuye particularmentede manera muyuniformesobrela barra 32, de modo que pueda cargarse con la mayor fuerza de traccion o de compresion posible.

Lista de Caracteres de Referencia

[0067]

1 Placa base 2 Accionamientos, al menos tres cada uno sobre la placa base 1 21 Eje de salida de un accionamiento 2 31 8razo, conectado a traves del eje de salida 21 o de otra manera al accionamiento 2 10 32 8arra, conecta el brazo 31 a la placa paralela 4, en cada caso de un modo articulado 33 Eje de s oporte long itudinal, conecta lo s centroides de to das las s ecciones tra nsversales a lo larg o del eje longitudinal de las barras 32 34 Cilindro hueco, parte de la barra 32 35 Accesorio de la barra 32 15 4 Placa paralela, sobre las barras 32 5 Rotula sobre las barras 32 51 Cabezal del segmento de rotula, parte la rotula 5 52 Segmento de rotula hueca, complementario al cabezal del segmento de rotula 51 53 Centro de rotacion de una rotula 5 20 54 Capa plastica, entre el cabezal del segmento de rotula 51 y el segmento de rotula hueca 52 6 Elemento permanentemente elastico tensionado entre dos barras 32

Claims

REIVINDICACIONES

1. Robot delta que consiste en

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Una placa base fija (1) y

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Al menos tres accionadores (2) fijados sobre la misma, que

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estan conectados a al menos un brazo (31) en cada caso, de los cuales al menos uno esta conectado al otro extremo del mismo por medio de una rotula (5), en cada caso a

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Dos barras (32) en cada caso, transcurriendo dichas barras paralelas entre sf y estando el otro extremo de las mismas conectado por medio de una rotula adicional (5) a

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una placa paralela movil (4), estando cada rotula (5) compuesta por un cabezal del segmento de rotula (51)yun segmento de rotula esferico (52) designados de forma complementaria a la misma, y las dos rotulas (5) adyacentes entre sf en barras paralelas (32) estan orientadas simetricamente especulares entre sf, estando presionado cada segmento de rotula esferico (52) sobre el cabezal del segmento de rotula correspondiente (51) tensando al menos un elemento permanentemente elastico (6) entredos barras (32), queestan orientadas paralelas entre sf, y estando el puntocentral

(53) de al menos un cabezal del segmento de rotula (51) dispuesto con respecto al eje de soporte longitudinal (33) de la barra (32), que se conecta a la rotula (5), y

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la direccion de desplazamiento apunta de forma central mas alla del segmento de rotula hueca (52), y

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la cantidad de desplazamiento es siempre mas pequeno que el radio del cabezal de segmento de rotula (51),

aaraalerzzado�porque

los ejes de giro de los elementos permanentemente elasticos (6),

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se disponen fuera del eje de soporte longitudinal (33) y

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se disponen sobre una lfnea de conexion recta entre los centros de giro (53) de las dos rotulas (5) en los dos extremos de la barra respectiva (32),

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tienen la mismadistancia en cada casode los cabezalesdelos segmentosderotula(51) que estanadyacentes a los mismos.
2. Robot delta segun la reivindicacion 1, �aaraalerzzado porqueel elemento permanentemente elastico (6) es un resorte

o una banda de goma o una banda plastica.
3. Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzad� �porque el accionador (2) es un servomotor rotativo o un motor lineal o un motor por etapas u otro accionador electrico o un cilindro hidraulico o un cilindro neumatico

o un piezocristal.
4. Robot delta segun unade las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado�porque la seccion transversal de la barra

(32) cambia a lo largo de su longitud y el eje de soporte longitudinal (33) conecta los centroides de todas las secciones transversales de la barra (32) entre sf.
5.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado porque la cantidad de desplazamiento es mayor de un cuarto y es inferior a tres cuartos del radio del cabezal del segmento de rotula (51).
6.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado�porque la cantid ad de desplazamiento corresponde a la distancia entre el punto central (53) yel centroide delareabajo la curvade los componentes de la fuerza de traccion y de compresion que transcurren en el sentido del eje de soporte longitudinal (33) en funcion del radio que se extienden perpendicular al eje de soporte longitudinal (33).
7.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado�porque el area de abertura del segmento de rotula hueca (52) es un plano que se extiende paralelo al eje de soporte longitudinal (33).
8.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado�porque el segmento de rotula hueca (52) engloba del cabezal del segmento de rotula (51) con un angulo de 180� con respecto al punto central (53).
9.

Robot delta segun la reivindicacion 6, �aaraalerzzadoporque el angulo circundante es inferior a 180�.
10.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzad� �porque el segmento de rotula hueca (52) comprende dos aberturas y engloba el cabezal del segmento de rotula (51) de manera aproximadamente anular.
11.

Robot d elta se gun u na d e la s r eivindicaciones anteriores, �aaraa lerzzado porque la superficie interna de un segmento de rotula hueca (52) y�o el cabezal del segmento de rotula correspondiente (51) se introduce con una capa de plastico elastica y muy lubrica (54).
12.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado �porque la capa de plastico (54) esta montada en el segmento de rotula hueca (52) como una insercion de plastico.
13.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado �porque se dispone un segmento de rotula hueca (52) en un extremo de al menos una barra (32).
14.

Robot delta se gun una d e las reivindicaciones anteriores, �aaraa lerzzado porque se dispone u n cabezal de l segmento de rotula (51) en un extremo de al menos una barra (32).
15.

Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado �porque los barras (32) presentan el mismo perfil en seccion transversal a lo largo de toda su longitud.
16.

Robot delta segun la reivindicacion 12, �aaraalerzzado �porque al menos una barra (32) consiste en la mayor parte en un cilindro hueco (34).
17.

Robot delta segun la reivindicacion 12, �aaraalerzzado�porque el perfil

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es un rectangulo, o

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un ovalo, o

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una elipse

cuyo eje longitudinal esta orientado en el sentido del elemento permanentemente elastico (6).
18. Robot delta segun una de las reivindicaciones anteriores, �aaraalerzzado �porque al menos una barra (32) esta fabricada de

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plastico reforzado con fibra de vidrio (PRF�), y�o

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plastico reforzado con fibra de carbono (PRFC), y�o

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plastico con otras mezclas, y�o - otro plastico, y�o

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chapa, y�o

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espuma metalica, y�o

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un metal con otra forma, y�o

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tubo de bambu, y�o

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madera y�o - otro material natural.
19.

Robot delta segun la reivindicacion 16, �aaraalerzzado�porque al menos la superficie externade la barra (32) consiste en acero inoxidable resistente a la corrosion u otro material que sea resistente al detergentes agresivosy otros medios agresivos.
20.

Robot delta segun la reivindicacion 6, �aaraalerzzado porque el segmento de rotula hueca (52) se extiende por un cilindro hueco con el mismo radio interno.
21.

Robot delta segun una de las reiv indicaciones anteriores, a araalerzzado �porque al menos un par de barras adyacentes (32) se ex tiende mas alla de las dos ro tulas (5) y, s obre es ta e xtension, un se gundo elemen to permanentemente elastico (6) co necta a mbas barras (32), y l a f uerza de t raccion d e este s egundo elemento permanentemente elastic o (6) corresp onde aproximadamente a la fuerza de traccio n de l primer elemento permanentemente elastico (6).

FIGURA 1

FIGURA 2